可編程控制器的特殊功能模塊.ppt

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第7章可編程控制器的特殊功能模塊 7 1模擬量輸入模塊及應(yīng)用 7 2通信模塊及應(yīng)用 第7章第1頁 7 1模擬量輸入模塊FX2n 4AD的使用 7 1 1概述FX2n 4AD是FX2n系列PLC的模擬量輸入模塊 有CH1 CH4四個通道 每個通道都可進行AD轉(zhuǎn)換 分辯率為12位 采集信號電壓為 10V 10V 分辯率5mV 電流輸入時 為4 20mA或 20 20mA 分辯率20uA FX2n 4AD內(nèi)部有32個16位的緩沖寄存器 BMF 用于與主機交換數(shù)據(jù) FX2n 4AD占用FX2n擴展總線的8個點 耗電為5V 30mA 第7章第2頁 7 1 2FX2n 4AD的電路接線 FX2n 4AD通過擴展電纜與PLC主機相連 四個通道的外部連接則根據(jù)外部輸入電壓或電流量的不同而不同 應(yīng)注意以下幾點 1 外部輸入為電壓量信號 則將信號的 極分別與模塊V 和VI 相連 2 若外部輸入為電流量信號 則需要把V 和I 相連 3 如有過多的干擾信號 應(yīng)將系統(tǒng)機殼的FG端與FX2n 4AD的接地端相連 第7章第3頁 圖1FX2n 4AD與外部信號接線圖 第7章第4頁 7 1 2FX2n 4AD的電路接線 7 1 3FX2n 4AD的性能指標 2 轉(zhuǎn)換特性 電壓量轉(zhuǎn)換 電流量轉(zhuǎn)換 1 電源FX2n 4AD的外接電源為24V 上下波動不得超過2 4V 電流為55mA 圖2圖模擬量與數(shù)字量對應(yīng)曲線 第7章第5頁 4個輸入點可同時使用 輸入電壓為 10V 10V 如果絕對值超過15V 則可對單元造成損壞 12位轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進制補碼形式存放 最大值2047 最小值 2048 分辨率電壓為1 2000 5mV 電流為1 1000 20uA 總體精度1 轉(zhuǎn)換速度6 15ms 模擬量模塊的性能說明 第7章第6頁 BFM內(nèi)容含義 第7章第7頁 第7章第8頁 1 表中咖啡色的緩沖寄存器 BFM 中的數(shù)據(jù)可通過TO指令改寫 其它BFM內(nèi)的數(shù)據(jù)可以使用PLC的FROM指令讀寫 對BFM表的說明 2 在BFM 0中寫入十六進制4位數(shù)字H 進行A D模塊通道初始化 最低位數(shù)字控制CH1 最高位控制CH4 3 0時設(shè)定輸入范圍為 10 10V 1時 設(shè)定輸入范圍為4mA 20mA 2時 設(shè)定輸入范圍為 20 20mA 3時關(guān)斷通道 例如BFM 0 H3310則說明CH1設(shè)定輸入范圍為 10V 10V CH2設(shè)定輸入范圍為4 20mA CH3 CH4兩通道關(guān)閉 第7章第9頁 當BFM 20被設(shè)置為1時 FX2n 4AD模塊所有的設(shè)置將復位為缺省值 如果BFM 21的 b1 b0 被設(shè)置為 1 0 則偏移量與增益值被保護 為了設(shè)置偏移量與增益值 b1 b0 必須設(shè)為 1 0 缺省值為 0 1 BFM 23和BFM 24的偏移量與增益值送入指定單元 用于指定通道 輸入通道的偏移量與增益值由BFM 22適當?shù)腉 O 增益 偏移 位確定 BFM 23和BFM 24中的增益值和偏移量的單位是mV 或 A FX2n 4AD分辨率為5mV 或20 A 為最小刻度 調(diào)整偏移量與增益值 第7章第10頁 BFM 29的狀態(tài)信息設(shè)置含義 第7章第11頁 6 BFM 30為緩沖器確認碼 可用FROM指令讀出特殊功能塊的認別號 FX2n 4AD單元的確認碼為K2010 7 增益值與偏移量增益與偏移是使用FX2n 4AD要設(shè)定的兩個重要參數(shù) 可使用輸入終端上的下壓按鈕開關(guān)來調(diào)整FX2n 4AD的增益與偏移 也可通過PLC的軟件進行調(diào)整 FX2n 4AD增益與偏移狀態(tài)示意圖 第7章第12頁 7 1 4編程及應(yīng)用 第7章第13頁 FX2n 4AD的設(shè)置步驟 校對BFM30中的識別碼K2010 設(shè)置通道工作方式 設(shè)置平均值次數(shù) 判斷轉(zhuǎn)換是否出錯 輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果 第7章第14頁 串行通信中 數(shù)據(jù)在兩個站之間是雙向傳送的 A站可作為發(fā)送端 B站作為接收端 也可以A站作為接受端 而B站作為發(fā)送端 串行通信可根據(jù)要求分為單工 Simplex 半雙工 HalfDuplex 和全雙工 FullDupIeX 三種傳送方式 7 2 1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式 7 2通信模塊及應(yīng)用 單工 數(shù)據(jù)只按一個固定的方向傳送 半雙工 每次只能有一個站發(fā)送 即只能是由A發(fā)送到B 或是由B發(fā)送到A 不能A和B同時發(fā)送 全雙工 兩個站同時都能發(fā)送 在串行通信中經(jīng)常采用非同步通信方式 即異步通信方式 所謂異步是指相鄰兩個字符數(shù)據(jù)之間的停頓時間是長短不一的 在異步串行通信中 收發(fā)的每一個字符數(shù)據(jù)是由四個部分按順序組成的 如圖所示 7 2 1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式 起始位 標志著一個新字節(jié)的開始 當發(fā)送設(shè)備要發(fā)送數(shù)據(jù)時 首先發(fā)送一個低電平信號 起始位通過通信線傳向接收設(shè)備 接收設(shè)備檢測到這個邏輯低電平后就開始準備接收數(shù)據(jù)位信號 數(shù)據(jù)位 起始位之后就是5 6 7或8位數(shù)據(jù)位 IBMPC機中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送 當數(shù)據(jù)位為0時 收發(fā)線為低電平 反之為高電平 7 2 1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式 奇偶校驗位 用于檢查在傳送過程中是否發(fā)生錯誤 若選擇偶校驗 則各位數(shù)據(jù)位加上校驗位使字符數(shù)據(jù)中為 1 的位為偶數(shù) 若選擇奇校驗 其和將是奇數(shù) 奇偶校驗位可有可無 可奇可偶 停止位 停止位是低電平 表示一個字符數(shù)據(jù)傳送的結(jié)束 停止位可以是一位 一位半或兩位 在異步數(shù)據(jù)傳送中 CPU與外設(shè)之間必須有兩項規(guī)定 字符數(shù)據(jù)格式 即前述的字符信息編碼形式 例如起始位占用一位 數(shù)據(jù)位為7位 一個奇偶校驗位 加上停止位 于是一個字符數(shù)據(jù)就由10個位構(gòu)成 也可以采用數(shù)據(jù)位為8位 無奇偶校驗位等格式 波特率 即在異步數(shù)據(jù)傳送中單位時間內(nèi)傳送二進制數(shù)的位數(shù) 假如數(shù)據(jù)傳送的格式是7位字符 加上奇校驗位 一個起始位以及一個停止位 共10個數(shù)據(jù)位 而數(shù)據(jù)傳送的速率是960字符 s 則傳送的波特率為 l0 960 9600位 s 9600bps每一位的傳送時間即為波特率的倒數(shù) Td l 9600bps O 104ms要想通信雙方能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù) 則必須有一致的數(shù)據(jù)收發(fā)規(guī)定 7 2 1串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式 7 2 2異步串行通信接口 RS232C是電子工業(yè)協(xié)會EIA ElectronicsIndustriesAssociation l962年公布的一種標準化接口 它采用按位串行的方式 傳遞的波特率規(guī)定為19200 9600 4800 2400 1200 600 300等 在通信距離較近 波特率要求不高的場合可以直接采用 既簡單又方便 但是 由于RS232C接口采用單端發(fā)送 單端接收 所以 在使用中有數(shù)據(jù)通信速率低 通信距離近 15m 抗共模干擾能力差等缺點 RS422接口采用差動發(fā)送 差動接收的工作方式 發(fā)送器 接收器僅使用 5V電源 因此 在通信速率 通信距離 抗共模干擾能力等方面 較RS232C接口都有了很大提高 使用RS422接口 最大數(shù)據(jù)通信速率可達l0Mbps 對應(yīng)通信距離為12m 最大通信距離1200m 對應(yīng)通信速率為l0Kbps RS485通信接口的信號傳送是用兩根導線之間的電位差來表示邏輯1和邏輯0的 這樣 RS485接口僅需兩根傳輸線就可完成信號的接收和發(fā)送任務(wù) 傳輸線也采用差動接收 差動發(fā)送的工作方式 而且輸出阻抗低 無接地回路問題 所以它的干擾抑制性很好 傳輸距離可達1200m 傳輸速率達l0Mbps 7 2 2異步串行通信接口 7 2 3FX2N與其他設(shè)備的通訊 PLC與計算機聯(lián)接 構(gòu)成PLC和計算機的綜合系統(tǒng) 可使PLC與計算機互補功能上的不足 許多小型PLC都設(shè)有通訊模塊用于與其它PLC或計算機的通訊 如FX系列中有FX 232ADP FX 232AW A系列中有AJ71C24 AD51E AOJ2 C214可用于此種通訊功能 FX2系列PLC與通訊設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換 由特殊寄存器D8120的內(nèi)容指定 交換數(shù)據(jù)的點數(shù) 地址用RS指令設(shè)置 并通過PLC的數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 1 通訊參數(shù)的設(shè)置 在兩個串行通訊設(shè)備進行任意通訊前 必須設(shè)置相互可以辨認的參數(shù) 這些參數(shù)是指如前所述的傳送數(shù)據(jù)的信息格式 包括起始位 數(shù)據(jù)位 奇偶校驗位 停止位和波特率等 只有通訊雙方設(shè)置一致 才可進行可靠通訊 在FX2N系列PLC中通過D8120的位組合方式選擇 其具體規(guī)定如表所示 通訊模式設(shè)置 b11 模式 控制線 常規(guī) 單控 b12 對接信號類型 2 無 H W2 b13 b15 可取代 b8 b12 用于 FX 458 網(wǎng)絡(luò) 例如 D8120 0F9EH 其中0F9E是數(shù)據(jù) H表示是16進制的數(shù) 則對應(yīng)的參數(shù)選擇如下 E 1110 即選擇7位數(shù)據(jù) 偶校驗 2位停止9 1001 即選擇波特率為19200bpsF 1110 即選擇起始字符 結(jié)束字符 硬件1型 H W1 對接信號 單線模式控制0表示b12為0 即硬件2型 H W2 對接信號為OFF在通訊參數(shù)設(shè)定時 起始字符和結(jié)束字符可以根據(jù)用戶的需要自行設(shè)定 但必須注意的是將接受緩沖區(qū)的長度與所要接受的最長數(shù)據(jù)的長度設(shè)定一致 有關(guān)使用說明如下 2 串行通訊指令 串行通訊指令是利用RS FUN80 與PLC的通訊適配器FX 232ADP進行通訊控制的 實現(xiàn)PLC與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送與接受 指令形式如圖所示 其中 S 和 D 的操作數(shù)為D m的操作數(shù)為K H D n的操作數(shù)為K H 使用本指令時注意 在信息接收時不能發(fā)送信息 此時如果執(zhí)行發(fā)送 發(fā)送將被推遲 M8121為ON 傳送和接受緩沖區(qū)的大小決定每傳送一次信息所允許的最大數(shù)據(jù)量 緩沖區(qū)的大小可在下列情況下修改 發(fā)送緩沖區(qū) 在發(fā)送之前 既M8122置1之前 接受緩沖區(qū) 在信息接受完之后 既M8123置復位之后 另外 RS指令中自動定義的軟元件如下 D8120 存放通訊參數(shù) D8122 存放當前發(fā)送信息中尚未發(fā)出的字節(jié) D8123 存放接收信息中已接受的字節(jié)數(shù) D8124 存放表示一條信息的起始字符串的ASC 碼 缺省值為 STX 02 16D8125 存放表示一條信息的結(jié)束字符串的ASC 碼 缺省值為 ETX 03 16 2 串行通訊指令 M8121 傳送延時標志 為ON時表示傳送被延時 直到目前的數(shù)據(jù)接收操作完成 M8122 數(shù)據(jù)傳送觸發(fā)標志 該標志為ON時開始傳送數(shù)據(jù) M8123 信息接收完畢標志 該標志為ON時表示一條信息接收完畢 M8124 載波檢測標志 主要用于調(diào)制解調(diào)器通訊 M8161 8位操作或16位操作模式標志 ON時8位操作 在各操作源或目標元件中只有低8位有效 OFF是16位操作 2 串行通訊指令 假如要將數(shù)據(jù)寄存器D100 D109中的數(shù)據(jù)按16位通訊傳送出去 并將接受的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到D000 D008中 編制的梯形圖如圖所示 2 串行通訊指令 要想完全實現(xiàn)PLC與計算機之間的通訊 還必須在計算機中有 或者編制 相應(yīng)的支持該PLC通訊的驅(qū)動程序 在計算機中做好相應(yīng)的設(shè)置才行 包括 端口設(shè)置 通訊模式設(shè)置 程序傳送 數(shù)據(jù)傳送 系統(tǒng)監(jiān)控等 計算機應(yīng)用系統(tǒng)不同 設(shè)置方式也不同 只有熟悉相應(yīng)的計算機應(yīng)用系統(tǒng)才能做好相應(yīng)的設(shè)置 2 串行通訊指令 在較大規(guī)模的控制系統(tǒng)中 有時需要兩臺或兩臺以上的PLC進行控制 于是就需要PLC之間的相互配合 步調(diào)一致才能完成任務(wù) 如何實現(xiàn)它們的一致性工作 就需要PLC之間的通訊 在FX2N系列中 可利用光纖并行通訊適配器FX2N 40AP AW和雙絞線并行通訊適配器FX2N 40AW 可實現(xiàn)兩臺FX2N系列PLC間的自動數(shù)據(jù)傳送 達到兩臺PLC并聯(lián)運行的目的 其原理圖如圖所示 3 PLC PLC的通訊 主站與從站之間可以是100 100點的ON OFF的狀態(tài)信號和10字 10字的16位數(shù)據(jù)通訊 用于通訊的輔助繼電器為M800 M999 數(shù)據(jù)寄存器為D490 D509 當主站的標志M8070和從站的M8071都為ON時才能執(zhí)行數(shù)據(jù)的自動通訊 而且須在PLC處于STOP狀態(tài)時進行 3 PLC PLC的通訊 數(shù)據(jù)傳送使用PRUN 并行通訊指令 可把源數(shù)據(jù)傳送到指定的位元件區(qū)域 用專用的標志M8070和M8071來控制其傳送 例如將主站X00 X17的狀態(tài)通過M800 M817傳送到從站 從站接收到信號后 如果M800和M810同時為ON時 從站向主站發(fā)出收到信號 置M900為ON 梯形圖如圖所示 3 PLC PLC的通訊 上述數(shù)據(jù)傳送只是兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳送 實際在工業(yè)控制中 對于多控制任務(wù)的復雜控制系統(tǒng) 不可能單靠PLC的輸入 輸出點數(shù)或改進機型來實現(xiàn) 于是就有多臺PLC相互連接形成的網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)傳送梯形圖 要想多臺PLC能連成網(wǎng)絡(luò)進行工作 其硬件和軟件都要符合要求 硬件上 一般要增加通訊模塊 通訊接口 終端適配器 網(wǎng)卡 集線器 調(diào)制解調(diào)器和必要的線纜等設(shè)備 軟件上要求以特定的協(xié)議 開發(fā)出有一定功能的通訊程序和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)程序 實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中PLC的軟硬件資源進行統(tǒng)一調(diào)度和配置 如 三菱PLC的MELSECNET MINI網(wǎng)絡(luò)就是一個典型的代表 它是一個用于工業(yè)控制系統(tǒng)中的典型集散控制系統(tǒng) 3 PLC PLC的通訊 主要特點如下 1 MELSECNET MINI網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)允許掛接64個子站 可以控制512個遠程I O點 同時對子站的模塊數(shù)沒有限制 2 遠程I O站的輸入輸出點數(shù)設(shè)置范圍廣 用AOJ2時 可以8點輸入 8點輸出 也可以32點輸入 24點輸出 用A1N A2N A3N時則按需要配置I O模塊 最大傳輸速度可大1 5Mbps 3 具有豐富的通訊模塊 方便實現(xiàn)與不同系列的PLC之間的連接 3 PLC PLC的通訊 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送和接收的梯形圖形式其中 S 和 D 指定的是傳輸數(shù)據(jù)的首元件號 I O首元件號由用于通訊的特殊模塊FX 24EI在PLC中的連接位置決定 在網(wǎng)絡(luò)中的PLC數(shù)據(jù)傳送和接收是利用功能指令中的MNET FUN90 指令 其形式如圖所示 3 PLC PLC的通訊